洋河水库水质现状分析

摘要：对2002年～2012年洋河水库水质监测结果进行分析和评价。结果表明，仅2007年洋河水库的水质未达到Ⅱ类水质标准。主要超标项目为：高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷。综合营养状态指数为24.89～28.81，均处于贫营养状态。chla季节变化较为明显。

关键词：水质；污染物；富营养化；洋河水库

Abstract: The 2002 ~ 2012 monitoring results in the Yanghe River reservoir water quality analysis and evaluation. The results show that the water quality of the Yanghe River reservoir, only in 2007 did not reach the second class water quality standard. The main projects are: exceed the standard potassium permanganate index, chemical oxygen demand, ammonia nitrogen, total phosphorus, biochemical oxygen demand. Comprehensive nutrition state index was 24.89 ~ 28.81, are in poor nutritional status. Chla seasonal variation is obvious.

Key words: Water quality; pollution; eutrophication; the Yanghe River reservoir

中图分类号：TV62文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

洋河水库修建于1960年，主要用于提供城市生活用水和农业灌溉用水，属中型水利工程，控制流域面积755km2，总库容3.53亿m3。洋河水库的兴建对洋河流域水文过程具有重要影响，它改变了洋河流域上下游的水文状况，使上下游河水流速、输移特征等发生明显变化。洋河水库流域位于河北省秦皇岛市抚宁县城北10公里，在行政区划上，洋河水库流域包括青龙满族自治县祖山镇和安子岭的一部分，卢龙县的燕河营镇、陈官屯乡、印庄乡、双望乡及抚宁县的大新寨镇、台营镇等。

1 洋河水库流域概况

1.1集水区地貌特征

洋河水库流域的地貌类型以山地丘陵为主，另外还分布有台地、河谷平地、沟谷地和沿海平原。东支流发源地多为海拔高于1000m以上的中、低山，基岩是中生代的花岗岩，喜马拉雅运动中，由于岩体的不均匀上升和长期的风化剥蚀，形成坡度大于50°的山峦；西支流发源地以丘陵为主，基岩是太古代的片麻岩，风化较深，山体浑圆，坡度一般都在20°以下，土层厚度30cm左右；台地海拔多在500m以下，地表组成物质多为洪冲积物；流域内山地、丘陵区新构造运动强烈，崩坍、滑坡作用频繁，松散物质丰富，在暴雨季节易形成泥石流，严重破坏农田、河流、路基及建筑物。

1.2流域内气候特征

洋河水库流域属暖温带湿润气候，年平均气温8.9～10.9℃，最冷月（1月）平均气温在-9.3～-5.4℃之间，最低气温为-27.2℃；最热月（7月）平均气温在24.1～25.2℃之间，最高气温为37℃。无霜期162-188天。≥0℃积温为3953～4373℃，可满足二年三熟种植制度对热量的需求。低于0℃的负积温为-375～-722℃。年平均降水量为700～770mm，是华北地区降水丰沛地区之一。年日照百分率达61～65%。

气候特点：春季多风，降水较少，易出现春旱；夏季高温、雨热同季；秋季日照充足、大气透明度好，昼夜温差大；冬季受西伯利亚和蒙古冷空气影响，盛行西北风，寒冷干燥。

1.3水库流域生物特征

洋河水库流域生境多样，由源地到入海口，分布有中、低山森林生态系统，低山丘陵草地和农田生态系统，平原农田生态系统及近海低平地水域湿地和防护林生态系统。各生态系统功能突出，森林生态系统是洋河流域涵养水源的主体，具有保护源地水环境、涵养水源、保护生物多样性等多种功能；低山丘陵草地、农田生态系统是洋河流域景观破碎化程度较高的地段，不利于水源保护。

洋河水库流域植物区系属泛北极植物区的中国日本植物亚区，以菊科、禾本科、蔷薇科、豆科植物为主，具有典型的暖温带植物区系特点。自然植被以次生落叶阔叶林、灌丛、灌草丛、盐生草甸、水生植物为主。洋河流域地貌类型复杂，生境多样，野生动物种类和数量较丰富。洋河水库和洋河入海口区域有大量的湿地动植物。

由于人类活动频繁，植被覆盖率仅为29%，原生自然植被基本上都分布在海拔1000m以上的山地，其他地段自然植被基本上荡然无存。

1.4流域范围内土壤类型

洋河水库流域土壤类型主要是褐土，北部低山丘陵区有小面积棕壤分布，洋河入海口地区有较大面积的盐化潮土。褐土的成土母岩多为花岗岩、片麻岩等酸性岩，由于人类干扰，植被覆盖低，水土流失严重。在山麓平原、山间平地和沟谷地区分布有洪冲积潮褐土，是褐土和潮土间的过渡类型。

2洋河水库水环境功能与水源保护

洋河水库功能以防洪、城市供水为主，兼发电，蓄水灌溉，是秦皇岛市重要水源地。引青济秦工程实施后，洋河水库成为桃林口水库向市区供水的中转库，目前供水量为19万吨/天，承担秦皇岛市城市区总供水量的57.65%。

秦皇岛市人民政府在《秦皇岛市环境保护 “十一五”规划》中，将洋河水库流域源头到水库库区划定为地表水源保护区。即：

地表水源一级保护区：洋河水库库区

地表水源二级保护区：源头到洋河水库

3水库水环境质量现状评价

3.1监测点位和频次

洋河水库是秦皇岛市主要的饮用水源地，在洋河水库设置了3个常规监测点位，包括：洋河水库东入口、水库西入口、水库出口，每月监测一次主要水质指标项目，每年做一次109项全分析。

3.2监测项目

每月监测项目包括水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、挥发酚、总磷、总氮、氟化物、氰化物、铜、锌、硒、砷、汞、六价铬、铅、镉、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、叶绿素和透明度，共26项指标作为水源水质的评价项目。

3.3评价标准

根据秦皇岛市水环境功能区划和相应的水质控制标准，洋河水库是地表水饮用水源地，水质控制标准为Ⅲ类水，按《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）执行。

水体富营养化评价参照《地表水环境质量评价方法》中的水体综合营养状态指示法（TLI）。

4水质状况与评价

统计近十一年的监测数据分析可见，洋河水库水质指标中主要超标项目为：总氮（劣于Ⅴ类）。挥发酚、氰化物、铜、锌、硒、砷、汞、六价铬、铅、镉、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物共十三项指标常年未检出。2002年～2006年pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、氟化物、粪大肠菌群九项水质指标均达到Ⅰ类或Ⅱ类水质标准。2007年因出现藻类爆发迹象，高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷均超Ⅱ类水质标准，特别是化学需氧量、生化需氧量、总磷劣于Ⅴ类标准。2008年～2012年pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、氟化物、粪大肠菌群九项水质指标均达到Ⅰ类或Ⅱ类水质标准。

除2007年外，其他年份的高锰酸盐指数、化学需氧量和氟化物质量浓度总体变化不大。生化需氧量、氨氮、总磷质量浓度在2002年～2006年呈上升趋势，2008年～2012年生化需氧量呈下降趋势，氨氮呈上升趋势，总磷质量浓度在2008年有所下降，2009年～2012年逐年上升。

5水质富营养化评价

5.1评价方法

湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）共5项。

综合营养状态指数计算公式为： TLI(∑)= ∑Wj*TLI(j)

式中：TLI(∑) 为综合营养状态指数；Wj为第j 种参数的营养状态指数的相关权重；TLI（j）为代表第j种参数的营养状态指数。

以chla 作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算

公式参照文献[1]中的公式，式中：rij为第j种参数与基准参数chla的相关系数；m为评价参数的个数。式中rij及rij2值见表1。

表1中国湖泊（水库）部分参数与chla的相关关系rij及rij2值

分营养状态指数（TLI）计算公式为：

TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchla）；TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP）；TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN）；TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD）；TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCODMn）式中：chla单位为mg/m3，SD单位为m；其他指标单位均为mg/L。

湖泊营养状态分级

采用0～100的一系列连续数字对湖泊（水库）营养状态进

TLI（∑）＜30贫营养 （Oli gotropher）

30≤TLI（∑）≤50中营养 （Mesotropher）

TLI（∑）＞50富营养（Eutro pher）

50＜TLI（∑）≤60轻度富营养 （light eutropher）

60＜TLI（∑）≤70中度富营养 （Middle eutropher）

TLI（∑）＞70重度富营养 （Hyper eutropher）

在同一营养状态下，指数值越高，其营养程度越重。

5.2评价结果

依据水期评价2010年～2012年洋河水库综合营养状态，指数和富营养化评价结果见下表2。

监测结果表明，2010年～2012年洋河水库综合营养状态指数为24.89～28.81，均处于贫营养状态。三年共9个水期的综合营养状态指数整体呈先降后升，总体下降的趋势。

表22010年-2012年洋河水库综合营养状态指数评价结果

5.3 chla的月际变化规律

2010年～2012年洋河水库chla的月际变化见下图。

由图可见，洋河水库chla月际变化呈春秋季高、夏呈上升趋势、冬季低的特征，季节变化较为明显。

6库区污染源调查

洋河水库集水区工业较少，以淀粉加工业为主，集水区主要污染源主要包括农田面源，村镇生活污染，畜禽养殖污染以及淀粉加工废水污染，由于淀粉加工业污水集中在10月及11月排放，因此秋季淀粉加工业废水污染较重。农田面源、生活污水以及淀粉加工对水质影响较大。

7结语

（1）近十一年仅2007年洋河水库的水质未达到Ⅱ类水质标准。主要超标项目为：高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷。超标原因为库区大面积出现藻类爆发迹象。

（2）除2007年外，其他年份的高锰酸盐指数、化学需氧量和氟化物质量浓度总体变化不大。

（3）生化需氧量、氨氮、总磷质量浓度在2002年～2006年呈上升趋势，2008年～2012年生化需氧量呈下降趋势，氨氮呈上升趋势，总磷质量浓度在2008年有所下降，2009年～2012年逐年上升。

（4）洋河水库综合营养状态指数为24.89～28.81，均处于贫营养状态。9个水期的综合营养状态指数整体呈先降后升，总体下降的趋势。

（5）洋河水库chla季节变化较为明显。

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